ПЕЧАТНАЯ PCB - Что такое ламинированные подложки?

Ламинированные подложки являются важнейшими компонентами современных электронных устройств. Их обычно называют многослойными печатными платами (ПХД) и они широко используются в различных приложениях, включая смартфоны, персональные компьютеры и автомобильные электронные системы. В этой статье мы подробно расскажем об основных понятиях, производственных процессах, характеристиках и преимуществах ламинатов. Эта информация будет полезна даже новичкам в электронной технике.

Обзор многослойных подложек из ламината

Ламинированные подложки - это печатные платы, состоящие из чередующихся слоев изолирующих и проводящих слоев (в основном из медной фольги). Как правило, платы с двумя или более проводящими слоями называются многослойными платами, в то время как платы с тремя или более проводящими слоями называются многослойными ламинатами. По сравнению с односторонними и двусторонними платами, ламинаты обеспечивают более высокую плотность подключения и позволяют использовать более сложные схемы.

Основой для таких печатных плат обычно является эпоксидная смола, армированная стекловолокном (например, FR-4). Основным материалом является ламинат с медным покрытием (CCL), причем несколько слоев CCL ламинируются вместе для повышения прочности и функциональности. В процессе ламинирования препрег (лист полутвердой смолы) используется в качестве клея для обеспечения изоляции между слоями.

Ламинированные подложки

Процесс изготовления ламинированной подложки

Производство ламинированной подложки включает в себя множество точных этапов. Ниже мы расскажем об общем процессе производства шаг за шагом. Точный процесс может варьироваться в зависимости от производителя, но основной процесс остается неизменным.

Редактирование проектных данных (CAM)

Мы преобразуем данные схемотехники, предоставленные заказчиком, в производственные данные. Мы используем инструменты автоматизированного производства (CAM) для оптимизации схемы подключения и размещения отверстий, а также для проверки технологичности. Любые дефекты будут неоднократно исправлены.

Резка материала

Ламинаты и препреги, покрытые медью, нарезаются по размеру. Материалы для внутреннего и наружного слоев подготавливаются и обрабатываются в чистых условиях.

Формирование контура внутреннего слоя

Ламинирование (нанесение сухой пленки): На печатную плату наносится светочувствительный резист (сухая пленка).

Экспозиция и проявка: После нанесения пленки с контурным рисунком ее подвергают воздействию ультрафиолетового излучения, а затем используют растворитель для удаления неэкспонированных участков.

Травление и зачистка: Для растворения открытой медной фольги и удаления нежелательных участков используются химические вещества. Затем снимается резист, завершая монтаж внутреннего слоя. Этот процесс повторяется для нескольких слоев плат с внутренним слоем.

Ламинирование (наслоение и прессование)

Препрег укладывается между внутренними слоями, а снаружи укладывается медная фольга. Для склеивания слоев при помощи вакуумного пресса используется высокая температура и давление. Этот процесс лежит в основе ламинирования, поскольку адгезия между слоями определяет качество плиты. Придание шероховатости поверхности (например, с использованием черной окиси) улучшает адгезию.

Бурение

Переходные отверстия в соединительных слоях и крепежные отверстия для компонентов просверливаются с помощью высокоточных сверлильных станков с ЧПУ, способных выполнять тысячи отверстий одновременно.

Меднение

Внутренние стенки отверстий покрыты медью для обеспечения межслойной электропроводности. Сочетание безэлектродного и электролитического нанесения покрытия обеспечивает равномерную толщину пленки.

Формирование контура внешнего слоя

Аналогично внутренним слоям, на внешние слои наносится рисунок путем ламинирования, экспонирования, проявки и травления.

Маска для пайки

Для защиты схемы используются изолирующие чернила. При экспонировании и проявке удаляются нежелательные участки, оставляя открытыми только те, которые требуют пайки.

Обработка поверхности

Открытые участки меди покрываются золотом или органическим покрытием (OSP) для предотвращения окисления и улучшения соединения.

Измерение и проверка контура

Обрезка печатной платы до ее окончательной формы (фрезерование). Для устранения дефектов изделий выполняется проверка электропроводности и визуальный осмотр. Качество подтверждается с помощью AOI (автоматизированного оптического контроля) и электрических испытаний.

Эти процессы выполняются в чистых помещениях и требуют строгого контроля, поскольку даже мельчайшие частицы пыли и колебания температуры могут повлиять на качество.

Особенности и преимущества ламинированных подложек

Высокая плотность проводки: Многослойные структуры позволяют создавать сложные схемы в ограниченном пространстве, что способствует миниатюризации электронных устройств.

Снижение уровня шума: Заземляющие и силовые панели расположены на внутренних слоях для уменьшения помех в сигнале.

Долговечность: Многослойность повышает прочность, делая его устойчивым к вибрации и нагреву.

Недостатки: Затраты на производство высоки, а ошибки при проектировании трудно исправить, но с развитием технологий эти проблемы решаются.

Передовые технологии, такие как наращивание (с использованием лазерных переходов), позволяют еще больше миниатюризировать ламинированные подложки, стимулируя их использование в системах связи 5G и устройствах искусственного интеллекта.

Ламинаты являются основополагающей технологией в электронной промышленности. Понимание производственного процесса имеет решающее значение для дизайнеров и инженеров и является ключом к производству высококачественной продукции. В будущем мы планируем разработать гибкие ламинированные подложки и экологически чистые материалы. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте сообщение!